В океанографии , A круговорот ( / dʒ aɪər / ) является любой большой системой циркуляции океанических течений , особенно тех , кто участвует с большими ветровыми движениями. Круговороты вызваны эффектом Кориолиса ; планетарная завихренность , горизонтальное трение и вертикальное трение определяют циркуляционные паттерны от завихрения ( крутящего момента ) ветрового напряжения . [1]
Круговорот может относиться к любому типу вихря в атмосфере или в море , [2] , даже тот , который является человеком, но наиболее часто используется в наземной океанографии для обозначения основных океанических систем.
Основные круговороты
Ниже приведены пять наиболее заметных океанских круговоротов: [3]
Другие круговороты
Тропические круговороты
Тропические круговороты менее унифицированы и имеют тенденцию протягиваться в основном с востока на запад с незначительной протяженностью с севера на юг.
- Атлантическая экваториальная система течения (два встречных круговорота) [ необходима цитата ]
- Тихоокеанская экваториальная система течения [ необходима ссылка ]
- Индийские круговороты муссонов (два встречных круговорота в северной части Индийского океана) [4]
Субтропические круговороты
Центр субтропического круговорота - зона высокого давления. Циркуляция вокруг высокого давления происходит по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии из-за эффекта Кориолиса . Высокое давление в центре связано с западными ветрами на северной стороне круговорота и восточными пассатами на южной стороне. Они вызывают поверхностные токи трения по направлению к широте в центре круговорота.
Это скопление воды в центре создает поток к экватору в верхних слоях океана от 1000 до 2000 м (от 3300 до 6600 футов) благодаря довольно сложной динамике. Этот поток возвращается к полюсу в виде усиленного западного пограничного течения . Граничным течением Североатлантического Круговорота является Гольфстрим , Северного Тихоокеанского Круговорота - Течение Куросио , Южно-Атлантического Круговорота - Бразильское течение , Южно-Тихоокеанского Круговорота - Восточно-Австралийское течение и Индоокеанского Круговорота - течение Агульяс . [ необходима цитата ]
Приполярные круговороты
Субполярные круговороты образуются на высоких широтах (около 60 ° ). Циркуляция приземного ветра и океанской воды происходит против часовой стрелки в северном полушарии, вокруг области низкого давления , такой как стойкий Алеутский минимум и Исландский минимум . Поверхностные токи обычно движутся наружу от центра системы. Это приводит в движение транспорт Экмана , который создает подъем богатой питательными веществами воды с более низких глубин. [5]
В субполярной циркуляции в южном полушарии преобладает Антарктическое циркумполярное течение из-за отсутствия больших массивов суши, разделяющих Южный океан . Есть небольшие вихри в море Уэдделла и море Росса , в Уэдделла и Росса круговорота , которые циркулируют в направлении по часовой стрелке. [3]
Изменение климата
Данные спутниковых наблюдений за высотой поверхности моря и температурой поверхности моря позволяют предположить, что восемь основных круговоротов океана в мире движутся к полюсам за последние несколько десятилетий. Такая особенность показывает согласие с прогнозом климатической модели при антропогенном глобальном потеплении. [6] Реконструкция палеоклимата также предполагает, что в течение прошлых интервалов холодного климата некоторые западные пограничные течения (западные ветви субтропических круговоротов океана) были ближе к экватору, чем их современное положение. [7] [8] Эти данные предполагают, что глобальное потепление, скорее всего, подтолкнет крупномасштабные круговороты океана к более высоким широтам. [9] [10]
В течение 1992-2011 гг. Более сильные ветры, особенно субтропические пассаты в Тихом океане, обеспечили механизм вертикального распределения тепла . [11] Последствиями являются изменения в океанских течениях , увеличивающие субтропические опрокидывания , которые также связаны с явлениями Эль-Ниньо и Ла-Нинья . В зависимости от естественной изменчивости в годы Ла-Нинья примерно на 30% больше тепла из верхнего слоя океана переносится в более глубокие океаны. [12] Несколько исследований в последние года, нашли мультидекадное увеличение OHC глубоких и верхних районы океана и приписывать поглощение тепла в антропогенное потепление. [13]
Влияние эффекта Кориолиса на усиление на запад
Загрязнение
Мусора патч является круговоротом морских отбросов частиц , вызванных эффектами океанских течений и увеличения пластмассового загрязнения с помощью человеческих популяций. Эти антропогенные скопления пластика и другого мусора вызывают экосистемные и экологические проблемы, которые влияют на морскую жизнь, загрязняют океаны токсичными химическими веществами и способствуют выбросам парниковых газов .
Самым известным из них является Большой Тихоокеанский мусорный участок, который имеет самую высокую плотность морского мусора и пластика, видимого из космоса при определенных погодных условиях. [14] Другие идентифицированные участки включают мусорный участок в Северной Атлантике между Северной Америкой и Африкой, участок мусора в Южной Атлантике, расположенный между востоком Южной Америки и оконечностью Африки, участок мусора в южной части Тихого океана, расположенный к западу от Южной Америки, и мусор в Индийском океане. патч, найденный к востоку от Южной Африки, указан в порядке убывания размера. [15]
Мусорные участки стремительно растут из-за повсеместной потери пластика из систем сбора мусора. По оценкам, «ежегодно [в мире] производится около 100 миллионов тонн пластика», и около 10% этого пластика попадает в океаны. Программа ООН по окружающей среде недавно подсчитала , что «за каждую квадратную милю океана» Есть около «46000 кусков пластика.» [16]Смотрите также
- Антициклон
- Циклон
- Экосистема субтропического круговорота северной части Тихого океана
- Эдди
- Динамика жидкостей
- Скукумчак
- Водоворот
- Вольта-ду-Мар
Рекомендации
- ^ Хайнеманн, Б. и Открытый университет (1998) Циркуляция океана , Oxford University Press: стр. 98
- ^ Лиссауэр, Джек Дж .; де Патер, Имке (2019). Фундаментальные планетарные науки: физика, химия и обитаемость . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9781108411981.
- ^ a b Пять наиболее заметных круговоротов. Архивировано 4 марта 2016 г. на презентации Wayback Machine в PowerPoint.
- ^ Индийские круговороты муссонов
- ^ Приводимые ветром поверхностные течения: круговороты
- ^ Сдвиг к полюсу основных океанских круговоротов, обнаруженный при потеплении климата. Письма о геофизических исследованиях, 47, e2019GL085868. https://doi.org/10.1029/2019GL085868
- ^ Бард, Е., & Rickaby, RE (2009). Миграция субтропического фронта как модулятор ледникового климата. Природа, 460 (7253), 380.
- ↑ Ветровая эволюция субполярного круговорота в северной части Тихого океана во время последней дегляциации. Geophys. Res. Lett. 47, 208–212 (2020).
- ^ https://insideclimatenews.org/news/26022020/climate-oceans-weather-fishing-gyres-gulf-stream-sea-level/
- ^ https://www.loe.org/shows/segments.html?programID=20-P13-00013&segmentID=3
- ^ Англия, MH et al. В последнее время усилилась ветровая циркуляция в Тихом океане и продолжающийся перерыв в потеплении. Природа Clim. Change 4, 222–227 (2014).
- ^ Бальмаседа, Тренберт и Келлен (2013). «Отличительные климатические сигналы в повторном анализе теплосодержания глобального океана» . Письма о геофизических исследованиях . 40 (9): 1754–1759. Bibcode : 2013GeoRL..40.1754B . DOI : 10.1002 / grl.50382 . Архивировано из оригинала на 2015-02-13 . Проверено 26 сентября 2013 .
- ^ Авраам; и другие. (2013). «Обзор наблюдений за глобальной температурой океана: последствия для оценок теплосодержания океана и изменения климата». Обзоры геофизики . 51 (3): 450–483. Bibcode : 2013RvGeo..51..450A . CiteSeerX 10.1.1.594.3698 . DOI : 10.1002 / rog.20022 .
- ^ Паркер, Лаура. «Миллионы тонн пластика в океанах, больше ученых изучают воздействие». National Geographic . Национальное географическое общество, 13 июня 2014 г. Интернет. 3 апреля 2016 г.
- ^ Козар, Андрес; Эчеваррия, Фидель; Гонсалес-Гордилло, Х. Игнасио; Иригоэн, Ксабье; Убеда, Барбара; Эрнандес-Леон, Сантьяго; Пальма, Альваро Т .; Наварро, Сандра; Гарсиа-де-Ломас, Хуан; Руис, Андреа; Фернандес-де-Пуэльес, Мария Л. (2014-07-15). «Пластиковый мусор в открытом океане» . Труды Национальной академии наук . 111 (28): 10239–10244. Bibcode : 2014PNAS..11110239C . DOI : 10.1073 / pnas.1314705111 . ISSN 0027-8424 . PMC 4104848 . PMID 24982135 .
- ^ Мазер, Крис (2014). Взаимодействие Земли, океана и человека: глобальная перспектива . CRC Press. С. 147–48. ISBN 978-1482226393.
Внешние ссылки
- 5 кругов - понимание загрязнения морской среды пластиком
- Поверхностные течения, вызываемые ветром: круговороты
- SIO 210: Введение в физическую океанографию - Глобальное распространение
- SIO 210: Введение в физическую океанографию - заметки о циркуляции, вызванной ветром
- SIO 210: Введение в физическую океанографию - Лекция 6
- Физическая география - поверхностные и подповерхностные океанические течения
- Колебание круговорота северной части Тихого океана - Технологический институт Джорджии